Hlavní výzvy HVDC související s ochranou a přepínáním

Proudový proud v konstantním toku nemá přirozené nulové přechody
Proud v konstantním toku (DC) nemá přirozené nulové přechody. To představuje problém, protože všechny mechanické spínače DC se spoléhají na přirozené nulové přechody k přerušení oblouku proudu.

Snížená impedanční hodnota v čárách DC
Impedance v čárách DC je výrazně nižší. To znamená, že velikost proudů při poruchách DC je mnohem vyšší a úrovně napětí po celé síti jsou nižší.

Obtížné lokalizace poruch
Díky nízké impedanci je obtížnější lokalizovat poruchy v síti DC.

Seminovodní komponenty v sítích DC
Seminovodní komponenty v sítích DC, jako jsou Převodníky zdroje napětí (VSCs), převodníky DC/DC a spínače DC, mají velmi malé tepelné konstanty a velmi nízkou povolenou přetíživost.

Vysoké náklady na seminovodní komponenty
Vzhledem k vysokým nákladům na seminovodní komponenty je vysoce požadováno, aby byly poruchy DC odstraněny v krátké době, což dělá rychlé fungování ochranných systémů klíčovým.

Klesnutí napětí a blokování převodníků
Pokud klesne napětí DC na okolo 80-90 % jeho nominální hodnoty, bude převodník zdroje napětí zablokován.

Kapacitní impedance v systémech DC
Mnoho systémů DC zahrnuje kabely s významnou paralelní kapacitní impedancí. Kromě toho kondenzátory na straně DC převodníků a filtry DC přidávají další kapacitní zatížení.

Shrnutí
Absence přirozeného nulového přechodu u proudů při poruchách DC představuje významné výzvy pro mechanické spínače DC, které se na tuto vlastnost spoléhají k přerušení oblouků. Snížená impedanční hodnota v čárách DC vedou k vyšším magnitudám proudů při poruchách a nižším úrovním napětí v síti, což ztěžuje lokalizaci poruch. Seminovodní komponenty v sítích DC, jako jsou VSCs, převodníky DC/DC a spínače DC, mají omezenou tepelnou kapacitu a nízké povolené přetížení, což vyžaduje rychlé odstranění poruch, aby se zabránilo poškození. Vzhledem k vysokým nákladům na tyto komponenty je nezbytné, aby ochranné systémy fungovaly rychle a efektivně. Pokud klesne napětí DC na 80-90 % jeho nominální hodnoty, mohou být převodníky zdroje napětí zablokovány. Kromě toho přítomnost kapacitní impedance v systémech DC, včetně kabelů, kondenzátorů převodníků a filtrů DC, přidává složitosti chování systému a řízení poruch.